JPH0677467U - 冷却ファンを備えた回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、回転電機のアーマチャの放
熱を向上させると共に回転電機の出力軸側を効果的に冷
却でき、小型化が可能な冷却ファンを備えた回転電機を
提供することにある。 【構成】 本考案の冷却ファンを備えた回転電機Ｍは、
出力軸１１側に配設されたギヤハウジング２１と、この
ギヤハウジング２１のウオームホイール取付け部２１ａ
に形成された通風孔２３と、回転電機Ｍのヨーク１２に
形成された空気孔１２ａと、回転電機Ｍの出力軸１１と
一体に取着された歯車２と、該歯車２と噛合すると共に
前記ギヤハウジング２１のカバー部２１ｂに回動自在に
軸支されてなるファン付き歯車３と、を備え、前記ファ
ン付き歯車３は、外輪ギヤ部３ａと中心部３ｂが羽根部
３ｄによって一体に連結形成してなるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は冷却ファンを備えた回転電機に係り、特に出力軸側の冷却，回転電機 のステータ内部、アーマチャコイル等の冷却を行なう冷却ファンを備えた回転電 機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

回転電機を冷却する技術としては、回転電機の出力軸と反対側に配置された回 転軸の軸端部を、軸受を貫通させてヨークから突出させ、この部分に冷却用のフ ァンを取着したものが知られている（例えば、実開昭５７−５１０６６号公報） 。

【０００３】 また回転電機の回転軸をエンドブラケットから突出させて、この突出先端部に 歯車を取付け、この歯車と噛合する歯車を取付けたファン軸に冷却ファンを結合 し、ファン軸を軸受で軸支した技術が知られている（実開昭６１−１１７５７３ 号公報）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来例では、冷却ファンの配設スペースとの関係から、回転電機の反出力 側の軸端に冷却ファンを設けているために、ブラシとコンミュテータを備えた回 転電機にあっては、回転電機の出力軸側のブラシとコンミュテータの通電及び火 花等によって生じる熱，コイルのジュール熱については、効果的な冷却を行なう ことができないという問題がある。また前記のように回転電機の反出力側の軸端 に冷却ファンを設けると、回転電機の全長が長くなってしまい、小型化の障害と なる。さらに反出力軸端部がヨークから飛び出すことによる水密性の確保が困難 であるという問題もある。

【０００５】 本考案の目的は、回転電機のアーマチャの放熱を向上させると共に回転電機の 出力軸側を効果的に冷却でき、小型化が可能な冷却ファンを備えた回転電機を提 供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る冷却ファンを備えた回転電機は、回転電機の出力軸側に配設され たギヤハウジングと、該ギヤハウジングに形成された通風孔と、回転電機のヨー クに形成された空気孔と、回転電機の出力軸と一体に取着された歯車と、該歯車 と噛合すると共に前記ギヤハウジングに回動自在に軸支されてなるファン付き歯 車と、を備え、前記ファン付き歯車は、外輪ギヤ部と中心部が羽根部によって一 体に連結形成してなるものである。

【０００７】 そしてギヤハウジングに形成された通風孔には、迷路構造を備えたカバー部材 を配設すると好適である。また出力軸に取着された歯車及びファン付き歯車は、 熱伝導が良好な材質から構成すると好適である。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、回転電機の出力軸と一体に取着された歯車と、この歯車と噛 合すると共にハウジングに回動自在に軸支されてなるファン付き歯車と、を備え てなるので、回転軸、即ち出力軸の回転により、この出力軸と一体に取着された 歯車が回転する。そしてこの歯車の回転により噛み合っているファン付き歯車が 回転する。

【０００９】 またファン付き歯車の配設空間を確保しヨーク内に空気の流れを発生させてい るので、ブラシとコンミュテータを備えた回転電機にあっては、ブラシとコンミ ュテータの通電や火花等によって生じる熱，コイルのジュール熱を効果的に放熱 でき、またこれらの歯車により回転電機の出力軸側の放熱部における表面積を広 げることができて、回転電機のアーマチャの放熱効果が向上する。そして上記フ ァン付き歯車を用いることによって、出力軸側の少ないスペース、特に出力軸方 向のスペースを小さくでき、回転電機の小型化を図ることができる。 一方ギヤハウジングには、通風孔が形成されて外気と通じており、回転電機の ヨークには空気孔が形成されているので、ファン付き歯車の回転により、出力軸 側の通風孔から反出力軸側の空気孔への空気の流れを発生させた場合には、発熱 の大きい部分を先に外気により冷却できて、冷却効果を大きくできる。

【００１０】 またギヤハウジングに形成された通風孔には、迷路構造を備えたカバー部材を 配設することによって、ギヤハウジングの防水を確実に行なうことができる。

【００１１】 そして出力軸に取着された歯車及びファン付き歯車を、熱伝導が良好な材質か ら構成すると、熱伝導が良好となり、ブラシとコンミュテータを備えた回転電機 にあっては、コンミュテータ，ブラシ，コイル，アーマチャ等で発生した熱は、 出力軸及び歯車からファン付き歯車へと伝導し、ファン付き歯車の回転により、 通風中への放熱が促進される。このことにより、歯車から出力側へ出力軸を伝わ っていく熱量は激減され、回転軸自体の冷却を図ることができると共に、噛み合 い部での出力歯車の熱的損傷は回避できる。また、同じくファン付き歯車の回転 により発生した空気の流れによりステータ内の雰囲気が冷却され、回転電機の出 力低下を減らすことが出来る。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部 材，配置等は本考案を限定するものでなく、本考案の趣旨の範囲内で種々改変す ることができるものである。 図１乃至図７は、本考案に係る冷却ファンを備えた回転電機の実施例を示すも のであり、本例では回転電機として、ワイパモータを例にして説明する。本例の ワイパモータＭは、図１で示すように、モータ部１０と、減速部２０とから構成 され、減速部２０は、モータ部１０の出力軸１１の回転数を所定回転数に減速す る歯車をギヤハウジング２１内に配設したもので、一般的な減速装置を用いるこ とができる。そしてこの減速部２０の出力軸２２にはクランクアームが取着され 、このクランクアームの端部にはリンクアーム（いずれも図示せず）が連結され ている。

【００１３】 本例のギヤハウジング２１は、ウオームホイール取付け部２１ａとモータ部１ ０側に向けて形成されたカバー部２１ｂとから構成されており、このカバー部２ １ｂとウオームホイール取付け部２１ａとの間の壁２１ｃには、一部開口した開 口部２１ｄが形成されている（図３参照）。そして、図５で示すように、ウオー ムホイール取付け部２１ａには、開口が円形をした通風孔２３が形成されている 。本例の通風孔２３にはカバー部材２４が取付けられている。

【００１４】 このカバー部材２４は、図６及び図７で示すように、上記通風孔２３に嵌入す る嵌入突起部２４ａと、嵌入突起部２４ａと連続して形成された迷路部２４ｂと から構成されている。そしてこれらの嵌入突起部２４ａ及び迷路部２４ｂの内部 は中空通路部２４ｃによって連通されており、外部から水の浸入を防止している 。カバー部材２４の材質としては、ゴム等の弾性，シール性を備えた材質から構 成することが好ましい。

【００１５】 またギヤハウジング２１のカバー部２１ｂには、出力軸１１と平行な位置に、 取付け穴２５が形成され、この取付け穴２５の外周位置にはモータ部１０側へ向 けて突起したボス部２５ａが形成されている。なお図５中の符号２６はコネクタ 部である。

【００１６】 本例のモータ部１０は、ヨーク１２内に配設された固定子１３と、アーマチャ １４と、アーマチュア１４の回転軸１６の出力軸１１側に取着されたコンミュテ ータＣと、ブラシホルダ１８を備えたインシュレータ１５と、ブラシホルダ１８ に保持されてコンミュテータＣと摺接するブラシ１９と、を備えている。 そして出力軸１１側と反対側に位置するヨーク１２の部分には、空気孔１２ａ （図５参照）が形成されている。

【００１７】 本例のアーマチャ１４は、アーマチャコア１４ａにコイル１４ｂを巻回して形 成され、回転軸１６と一体となって回転するもので、回転軸１６の両端部は軸受 部１７ａ，１７ｂによって回転可能に軸支されている。そして上記回転軸１６の 出力軸１１側の軸受部１７ａは、ボールベアリングによって構成されている。上 記軸受部１７ａより出力軸１１側位置のカバー部２１ｂ内には、出力軸１１と共 に回転するように、出力軸１１と一体に歯車２が形成されている。この歯車２は 、アルミダイキャスト又はカーボン繊維入り樹脂等の熱伝導の良い材質で形成さ れている。

【００１８】 そして、歯車２には、ファン付き歯車３が噛合して歯車２と共に回転するよう に構成されている。つまり、カバー部２１ｂにおける歯車２の近傍には、ファン 付き歯車３の配設空間Ｋが形成されている。 本例のファン付き歯車３は、図４で示すように、外輪ギヤ部３ａと、中心孔３ ｃを備えた中心部３ｂと、羽根部３ｄとからなり、外輪ギヤ部３ａと中心部３ｂ とは羽根部３ｄによって一体に形成されている。

【００１９】 本例の羽根部３ｄは、４枚の羽根で形成されており、各羽根の形状は、アーマ チャ１４が正回転をしたときに、アーマチャ１４側へ空気を吹き出すような羽根 形状をしている。また本例のファン付き歯車３は、カーボン繊維入りナイロン樹 脂等の熱伝導が良く、摺動性能の良い材質によって一体成形されたものを用いて いるが、Ｃｕ系又はＦｅ系の焼結含油メタル等によって構成してもよい。なお羽 根部３ｄの羽根の数は、本例のように４枚ではなく、３枚その他の枚数であって も良い。

【００２０】 このファン付き歯車３は、図３及び図４で示すように、ボス部３ｂの取付け孔 ３ｃへ，リベット４を圧入して取付けるが、本例のリベット４は頭部４ａと軸部 ４ｂとから構成され、ファン付き歯車３とボス部３ｂとの間に、スラストワッシ ャ５を介して、リベット４の軸部４ｂを圧入して取付け、回転自在に軸支するも のである。本例のスラストワッシャ５は摺動性の良いナイロン樹脂等によって構 成されている。

【００２１】 次に、上記構成からなる実施例の動作について説明する。 先ずアーマチャ１４が正回転すると、アーマチャ１４の回転と共に回転軸１６ 及び出力軸１１が回転し、この出力軸１１と一体に取着された歯車２が回転する 。そしてこの歯車２の回転により、この歯車２と噛み合っているファン付き歯車 ３が回転する。一方ギヤハウジング２１のカバー部２１ｂとウオームホイール取 付け部２１ａとの間の壁２１ｃには、開口部２１ｄが形成され、ウオームホイー ル取付け部２１ａには、通風孔２３が形成されて外気と通じており、回転電機の ヨーク１２には空気孔１２ａが形成されている。

【００２２】 従って、ファン付き歯車３の回転により、通風孔２３から空気孔１２ａへの空 気の流れが発生する。即ち、コンミュテータＣ側の部分にファン付き歯車３の配 設空間Ｋを確保することにより、コンミュテータＣとブラシ１９の発熱を効果的 に放熱でき、次にファン付き歯車３の回転によりコンミュテータＣ側を冷却し、 更にファン付き歯車３の回転により発生した空気の流れにより、アーマチャ１４ のコイル１４ｂ，ステータ１３側の雰囲気を冷却する。

【００２３】 また歯車２及びファン付き歯車３が熱伝導が良好な材質で構成されているので 、これらの歯車２，３により、出力軸１１側の放熱部における表面積を広げ、回 転電機のアーマチャ１４の放熱効果をより向上させ、コンミュテータＣとブラシ １９の発熱及びアーマチャ１４で発生した熱、さらには回転軸１６及び出力軸１ １自体の冷却をすることができる。 またギヤハウジング２１に形成された通風孔２３には、迷路構造を備えたカバ ー部材２４を配設しているので、この通風孔２３からの水の浸入を防止できる。

【００２４】

【考案の効果】

本考案によれば、回転電機の出力軸と一体に取着された歯車と、この歯車と噛 合すると共にハウジングに回動自在に軸支されてなるファン付き歯車によって、 出力軸側の発熱をより効果的に放熱でき、またこれらの歯車により回転電機の出 力軸側の放熱部における表面積を広げ、回転電機のアーマチャの放熱効果が向上 する。またファン付き歯車を用いることによって、出力軸側の少ないスペース、 特に出力軸方向のスペースを小さくでき、回転電機の小型化を図ることができる 。

【００２５】 またファン付き歯車の回転によって、通風中への放熱を促進することができ、 空気の流れによりステータ内を冷却することができる。そして出力軸に取着され た歯車及びファン付き歯車を、熱伝導が良好な材質から構成すると、熱伝導が良 好となり、放熱効果を、より向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る冷却ファンを備えた回転電機の実
施例を示す一部断面を備えた正面図である。

【図２】ギヤハウジングを図１のＸ−Ｘ線からみた図で
ある。

【図３】図１のＺ−Ｚ線に相当するファン付き歯車部分
における部分断面図である。

【図４】ファン付き歯車の取着状態の一例を示す分解斜
視図である。

【図５】図１の反対側からみた平面図である。

【図６】図７のＹ−Ｙ断面図である。

【図７】通風孔を覆うカバー部材の側面図である。

【符号の説明】

２ 歯車 ３ ファン付き歯車 ３ａ 外輪ギヤ部 ３ｂ 中心部 ３ｃ 中心孔 ３ｄ 羽根部 ４ リベット ５ スラストワッシャ １１ 出力軸 １２ ヨーク １２ａ 空気孔 １４ アーマチャ １９ ブラシ ２１ ギヤハウジング ２１ａ ウオームホイール取付け部 ２１ｂ カバー部 ２３ 通風孔 ２４ カバー部材 ２５ 取付け孔 ２５ａ ボス部 Ｃ コンミュテータ Ｋ ファン付き歯車の配設空間 Ｍ 回転電機（ワイパモータ）

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転電機の出力軸側に配設されたギヤハ
   ウジングと、該ギヤハウジングに形成された通風孔と、
   回転電機のヨークに形成された空気孔と、回転電機の出
   力軸と一体に取着された歯車と、該歯車と噛合すると共
   に前記ギヤハウジングに回動自在に軸支されてなるファ
   ン付き歯車と、を備え、前記ファン付き歯車は、外輪ギ
   ヤ部と中心部が羽根部によって一体に連結形成してなる
   冷却ファンを備えた回転電機。
2. 【請求項２】 前記ギヤハウジングに形成された通風孔
   には、迷路構造を備えたカバー部材が配設されてなる請
   求項１記載の冷却ファンを備えた回転電機。
3. 【請求項３】 前記出力軸に取着された歯車及び前記フ
   ァン付き歯車は、熱伝導が良好な材質から構成された請
   求項１，２記載の冷却ファンを備えた回転電機。